1、1 高中物理实验必背知识总结 力学实验力学实验 实验一：研究匀变速直线运动，实验一：研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器）测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） 1打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器 4-6v 交流电，电火花 220v 交流电，它 每隔 0.02s 打一次点（电源频率是 50Hz） 。 2由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量。求任一计数 点对应的即时速度v： 2T ss 1)(nn vvn；如 T ss v 2 32 2 (其中T=50.02s=0.1s） 3由纸带
2、求物体运动加速度的方法： (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a：如 2 23 T ss a (2)用“逐差法”求加速度：（T 为相邻两计数点间的时间间隔）求 3 aaa a 3T s-s a; 3T s-s a; 3T s-s a 321 2 36 3 2 25 2 2 14 1 2 321654 9T ssssss a (3)用 v-t 图法：即先根据 2T ss 1)(nn n v；求出打第 n 点时纸带的瞬 时速度，再求出各点的即时速度，画出如图的v-t图线，图线的斜率即加速度。 实验步骤实验步骤 注意事项注意事项 1纸带打完后及时断开电源。 2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长
3、约 50cm 的范围内清楚地取 78 个计数点为宜。 3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔 4 个轨迹点选 1 个计数点，选取的记数点 不少于 6 个（即每隔 5 个时间间隔取一个计数点），是为求加速度时便于计算。 4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点 0 之间的距离，读数时应估读到毫米的下一 位。所取的计数点要能保证至少有两位有效数字 5平行：纸带和细绳要和木板平行 6两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源后取纸带 7.电压若增大，打点更清晰；频率若增加，打点周期更短； 8.若打出短线，增加振针与复写纸的距离； 9.若初速度为 0，
4、则选 1,2 点距离为 2mm 为宜； 实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系 2 注意事项注意事项 1不要超过弹性限度：实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免超过弹簧弹性限度 2尽量多测几组：要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据 3.使用数据时应采用 0 LL X 即弹簧长度变化量. 4统一单位：记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位 实验三：验证力的平行四边形定则实验三：验证力的平行四边形定则 注意事项注意事项1用弹簧秤测拉力时，应使拉力沿弹簧秤的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应位于与纸面 平行的同一平面内。使用的弹簧秤是否良好（是否在零刻度），拉动时尽
5、可能不与其它部分接触产生 摩擦，拉力方向应与轴线方向相同。 2同一次实验中，橡皮条拉长后的结点位置 O 必须保持不变。3结点的位置和线方向要准确; 4.角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角 60100为宜 5.合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变尽量大,细绳套适当长一些,便于确定力的方向 6.统一标度：在同一次实验中，画力的图示标度要相同，要恰当选定标度，使力的图示稍大一些 实验四：验证牛顿运动定律实验四：验证牛顿运动定律 实验原理实验原理1如图所示装置，保持小车质量不变，改变小桶内砂的质量，从而改变细线对小车的牵引力， 测出小车的对应加速度，作出加速度和力的关系
6、图线，验证加速度是否与外力成正比。 3 2保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码，改变小车的质量， 测出小车的对应加速度，作出加速度和质量倒数的关系图线，验证 加速度是否与质量成反比。 实验器材实验器材小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木， 打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，托盘天平及砝码， 米尺等。 实验步骤实验步骤1用天平测出小车和小桶的质量 M 和 M'，把数据记录下来。 2按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。 3平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上 可以保
7、持匀速直线运动状态（也可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。 4在小车上加放砝码,小桶里放入适量的砂,把砝码和砂的质量 m 和 m'记录下来.把细线系在小车上并绕过 滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。 5保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤 4 再做 5 次实验。 6算出每条纸带对应的加速度的值。 7用纵坐标表示加速度 a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力(M'+m')g，根据实验结果在坐标平面上 描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度
8、与它所 受作用力成正比。 8保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度， 用纵坐标表示加速度 a， 横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数， 在坐标平面上根据实验结果描出相 应的点，并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它 的质量成反比。 注意事项注意事项1砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的 2在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如 果在纸带上打出的点的间隔是均匀的,则表示平衡完毕，加砝码后不需再平衡; 3. 只要重物的质量远小于小车的质量，那么可近似认
9、为重物所受重力大小等于小车所受的合外力的大小。 4.作图时应该使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能对称地分布在直线的两侧，但 如遇个别特别偏离的点可舍去。 5. 一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后 放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车 实验六：验证机械能守恒定律实验六：验证机械能守恒定律 实验原理实验原理 当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒。若某一时刻物体 下落的瞬时速度为 v，下落高度为 h，则应有：mgh= 2 2 1 mv，借助打点计时器，测出重物某时刻的下 落高
10、度 h 和该时刻的瞬时速度 v，即可验证机械能是否守恒，实验装置如图所示。 测定第 n 点的瞬时速度的方法是：测出第 n 点的相邻前、后两段相等时间 T 内下落的距离 sn和 sn+1， 由公式 vndn 1dn1 2T 算出，如图所示。 实验器材实验器材 铁架台（带铁夹），打点计时器，学生电源，导线，带铁夹的重缍，纸带，米尺。 4 实验步骤实验步骤1按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源连接好。 2把纸带的一端在重锤上用夹子固定好，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤停靠在 打点计时器附近。 3接通电源，松开纸带，让重锤自由下落。 &nbs
11、p;4重复几次，得到 35 条打好点的纸带。 5在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近 2mm，且点迹清晰一条纸带，在起始点标上 0， 以后各依次标上 1，2，3，用刻度尺测出对应下落高度 h1、h2、h3。 6应用公式计算各点对应的即时速度 v1、v2、v3。 7计算各点对应的势能减少量 mghn和动能的增加量 2 2 1 m n v，进行比较。 注意项事注意项事 1打点计时器安装时，必须使两纸带限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。 2保证打出的第一个点是清晰的点，选用纸带时应尽量挑第一、二点间距接近 2mm 的纸带。 3因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。
12、4.先通电源,侍打点计时器正掌工作后才放纸带 5测量下落高度必须从起点开始算 6由于有阻力，所以 K E稍小于 P E 7此实验不用测物体的质量 （无须天平）8重物密度 要大：重物应选用质量大、 体积小、密度大的材料 实验五：探究动能定理实验五：探究动能定理 注意事项注意事项 1 平衡摩擦力： 将木板一端垫 高，使小车重力沿斜面向 下的分力与摩擦阻力平 衡方法是轻推小车，打 点计时器打在纸带上的点 的均匀程度判断小车是否 匀速运动，找到木板一个 合适的倾角 2选点测速：测小车速度时， 纸带上的点应选均匀部分 的，也就是选小车做匀速 运动状态的 3规格相同：
13、橡皮筋规格相同时,力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值 5 实验实验七七：验证动量守恒定律验证动量守恒定律 实验目的实验目的：研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒。 实验原理实验原理一个质量较大的小球从斜槽滚下来， 跟放在斜槽前边小支柱上另一质量较小的球发生碰撞后 两小球都做平抛运动。 由于两小球下落的高度相同， 所以它们的飞行时间相 等， 这样如果用小球的飞行时间作时间单位， 那么小球飞出的水平距离在数 值上就等于它的水平速度。因此，只要分别测出两小球的质量 m1、m2，和 不放被碰小球时入射小球在空中飞出的水平距离 s1， 以及入射小球与
14、被碰小 球碰撞后在空中飞出的水平距离 s1'和 s2'，若 m1s1在实验误差允许范围内与 m1s1'+m2s2'相等，就验证了两小球碰撞前后总动量守恒。 实验器材实验器材碰撞实验器（斜槽、重锤线），两个半径相等而质量不等的小球；白纸；复写纸；天平和砝 码；刻度尺，游标卡尺（选用），圆规等。 注意事项注意事项 1应使入射小球的质量大于被碰小球的质量。 2要调节好实验装置，使固定在桌边的斜槽末端点的切线水平，小支柱与槽口间距离使其等于小球直 径，而且两球相碰时处在同一高度，碰撞后的速度方向在同一直线上。 3每次入射小球从槽上相同位置由静止滚下，可在斜槽上适当高度处
15、固定一档板，使小球靠着档板， 然后释放小球。4白纸铺好后不能移动。 5.小球落地点的平均位置要用圆规来确定：用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面，圆心就是落点的平均 位置。 6 若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么两小球将不再同时落地，但两个小球都将从斜槽末端开始 做平抛运动，于是验证式就变为：m1OP=m1OM+m2ON，两个小球的直径也不需测量了。 方案方案 2 2：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验 (1)测质量：用天平测出两小车的质量 (2)安装：将打点计时器固定在光滑长木板的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面，在两小车 的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥 (3)实验：接通电源，
16、让小车A运动，小车B静止，两车碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两小车连接成一体 运动 (4)测速度：通过纸带上两计数点间的距离及时间由vx t算出速度 (5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验(6)验证：一维碰撞中的动量守恒 电学实验电学实验 实验实验八八：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）：测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器） 实验原理实验原理：根据电阻定律公式 R= s l ，只要测量出金属导线的长度l和它的直径 d，计算出导线的横截面 积S ， 并 用 伏 安 法 测 出 金 属 导 线 的 电 阻R ， 即 可 计 算 出 金 属 导 线 的 电 阻 率 。 L I 4 DU )
17、 2 ( L S L R I U 2 2 D 实验器材实验器材：被测金属导线，直流电源（4V），电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50）， 电键，导线若干，螺旋测微器，米尺等。 6 实验步骤：实验步骤：1、用刻度尺测出金属丝长度 2、螺旋测微器测出直径，如果是空心还需游标卡尺，算出横截面积。 3、用外接、限流测出金属丝电阻 4、设计实验表格计录数据（难点）注意多次测量求平均值的方法 注意事项注意事项 1测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的 两个端点之间的长度，亦即电压表两接入点间的部分待测导线长度，测量时应将导线拉直。 2本实验中被测金属导线
18、的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法。 3实验连线时，应先从电源的正极出发，依次将电源、电键、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连 成主干线路（闭合电路），然后再把电压表并联在待测金属导线的两端。 4闭合电键 S 之前，一定要使滑动变阻器的滑动片处在有效电阻值最大的位置。 5在用伏安法测电阻时，通过待测导线的电流强度 I 的值不宜过大（电流表用 00.6A 量程），通电 时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中变化。 实验实验九九：描绘小电珠的伏安特性曲线：描绘小电珠的伏安特性曲线 器材：电源(4-6v)、直流电压表、直流电流表、滑动变阻器、小灯泡(4v,0.
19、6A 3.8V,0.3A）灯座、单刀 开关，导线若干 注意事项注意事项: :因为小电珠（即小灯泡）的电阻较小（10左右）所以应该选用安培表外接法。 小灯泡的电阻会随着电压的升高，灯丝温度的升高而增大，且在低电压时温度随电压变化比较明显,因 此在低电压区域内,电压电流应多取几组,所以得出的U-I曲线不是直线。 灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压(电压变化范围大)。所以滑动变阻器必须选用分压接法。 在上面实物图中应该选用上面右面的那个图， 开始时滑动触头应该位于最小分压端（电压从零开始变化到额定电压）。由实验数据作出的I-U曲线如 图， 说明灯丝的电阻随温度升高而增大，也就说明金属电阻率随温
20、度升高而增大。 （若用U-I曲线，则曲线的弯曲方向相反。） 若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡，电流表应选用 0-0.6A 量程；电压表开始时应选用 0-3V 量程， 当电压调到接近 3V 时，再改用 0-15V 量程。 实验十一：测定电源的电动势和内实验十一：测定电源的电动势和内阻，（阻，（用电流表和电压表测用电流表和电压表测） 实验目的实验目的：测定电池的电动势和内电阻。 实验原理实验原理如图所示，改变 R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组 I、U 值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r 值，最后分别算出它们的平均 值。此外，还可以用作图法来处理数据。即在坐标纸上以 I 为横
21、坐标，U 为 纵坐标，用测出的几组 I、U 值画出 UI 图象（如图 2）所得直线跟纵轴的 7 交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻 r 的值。 实验器材实验器材待测电池，电压表（03V），电流表（00.6A）,滑动变阻器（10），电键，导线。 实验步骤实验步骤1电流表用 0.6A 量程，电压表用 3V 量程，按电路图连接好电路。 2把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。 3闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I1、U1），用同样方法测量几组 I、 U 的值。4打开电键，整理好器材。 5处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。 注意事项注意事项 1为
22、了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用使用过一段时间的 1 号干电池。 2干电池在大电流放电时，电动势 会明显下降，内阻 r 会明显增大，故长时间放电不宜超过 0.3A， 短时间放电不宜超过 0.5A。实验中不要将 I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。 3要测出不少于 6 组 I、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的 I、U 数据中，第 1 和第 4 为一组，第 2 和第 5 为一组，第 3 和第 6 为一组，分别解出 、r 值再平均。 4在画 UI 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。个别偏离直线 太远的点可舍去不予考虑。这
23、样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。 5干电池内阻较小时路端电压 U 的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画 UI 图线时， 纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标 I 必须从零开始）。但 这时图线和横轴的交点不再是短路电流。不过直线斜率的绝对值照样还是电源的内阻。 外电路断开时，用电压表测得的电压 U 为电动势 E U=E 6.特别要注意：有时纵坐标的起始点不是 0，求内阻的一般式应该是 I U r 。 本实验电路中电压表的示数是准确的，电流表的示数比通过电源的实际电流小，所以本实验的系统误差是 由电压表的分流引起的。为了减小这
24、个系统误差， 电阻 R的取值应该小一些， 所选用的电压表的内阻应该大一些。 实验十二：练习使用多用电表实验十二：练习使用多用电表 实验器材实验器材 ：多用电表,标明阻值为几欧,几十欧,几百欧、几 千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀。 实验步骤实验步骤 1机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指 针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入 “+”、“”插孔。 2选挡：选择开关置于欧姆表“1”挡。 3短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指 针指在右端电阻零刻度处， 若“欧姆零点”旋钮右旋到底 也不能调零，应更换表内电池。 4测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示
25、的电 阻值并与标定值比较,随即断开表笔。 5换一个待测电阻，重复以上 2、3、4 过程，选择开关 所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定， 可置于“1”或“10”或“100”或“1k”挡。 6多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。 注意事项注意事项 1多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零。 8 V A V A a 2测量时手不要接触表笔的金属部分。 3合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近。若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小， 应改换高挡位。每次换挡
26、后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率。 4测量完应拔出表笔，选择开关置 OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用应取出电池，以防电池漏电。 5.欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘，左右 0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零与电 流、电压最大刻度重合；刻度不均匀：左密右疏 6.欧姆挡是倍率挡：即读出的示数再乘以挡上的倍率电流、电压挡是量程范围挡 在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧 姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处) 7.欧姆表的读数：待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率为了减小读数误
27、差，指针应指表盘1 3到 2 3的部分， 即中央刻度附近. 8.测电阻时必须把电阻与外界断开，换欧姆档必须再掉零； 补充知识补充知识：1 1伏安法测电阻伏安法测电阻 伏安法测电阻有a、b两种接法，a叫(安培计)外接法，b叫（安培计）内接法。 估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法：估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法： 外接法的系统误差是由电压表的分流引起的，测量值总小于真实值，小电阻应采用外接法； 内接法的系统误差是由电流表的分压引起的，测量值总大于真实值，大电阻应采用内接法。 如果无法估计被测电阻的阻值大小如果无法估计被测电阻的阻值大小，可以利用试触法：
28、 如图将电压表的左端接a点，将右端第一次接b点，第二次接c点，观察电流表和电压表的变化， 若电流表读数变化大，说明被测电阻是大电阻，应该用内接法测量； 若电压表读数变化大，说明被测电阻是小电阻，应该用外接法测量。 （这里所说的变化大， 是指相对变化， 即I/I和U/U） 。 2.2.滑动变阻器的连接滑动变阻器的连接 滑动变阻器在电路中也有a、b两种常用的接法：a叫限流接法，b叫分压接法。 分压接法：分压接法：当要求电压从零开始调节，或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。或者滑动变阻器的 最大阻值远小于待测电阻的阻值 用分压接法时，滑动变阻器应该选用阻值 小的；“以小
29、控大” 限流接法时限流接法时：滑动变阻器应该选用阻值和 被测电阻接近的。 3.3.实物图连线技术实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先 把伏安法部分接好； 对限流电路：只需用笔画线当作导线，从电源正极开始，把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次 串联起来（注意电表的正负接线柱和量程，滑动变阻器应调到阻值最大处）。 对分压电路：应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝 三部分用导线连接起来，然后在滑动变阻 器电阻丝两端之中任选一个接头，比较该接头和滑动触头两点的电势高低，根据伏安法部分电表正负 接线柱的情况，将伏安法部分接入该两点间。 a R R
